摘要：路基邊坡養(yǎng)護排查是保證公路運營安全的重要手段，業(yè)內(nèi)經(jīng)過長期實踐也形成了一些路基邊坡養(yǎng)護排查的技術策略，但依然存在受資金保障、人才技術儲備、工作環(huán)境等多方面條件限制使得技術體系落地難的問題。為降低路基邊坡排查工作入口技術要求，實現(xiàn)技術操作性強、達成經(jīng)濟高效這一目標，本研究在貴陽環(huán)城高速公路路基排查實踐的基礎上，分析了山區(qū)公路路基邊坡養(yǎng)護排查的關鍵要素和關鍵技術，提出了相應的技術要點，以供同行專業(yè)人士及一線工作人員借鑒參考。

關鍵詞：路基邊坡；養(yǎng)護排查；關鍵要素；關鍵技術

中圖分類號：U416.1+4""""""""""""""""""""""""""" 文獻標識碼：A"""""""""""""""""""""""""""""""""" 文章編號：1673-6478（2023）04-0163-07

Analysis of Key Technologies for Maintenance and Inspection of Subgrade Slope in Mountain Highway

LI Changlong， WU Weiyi， TIAN Xuejun， XIEBeibei， JI Tongxu， ZHAO Ran

（Guizhou Provincial Transportation Planning Survey and Design Institute Co.， Ltd.， Guiyang Guizhou 550081， China）

Abstract： Subgrade slope maintenance investigation is an important means to ensure the safety of highway operation. After long?term practice， trade inner has also formed some technical strategies for subgrade slope maintenance and inspection. However， there are still key issues that are limited by financial support， talent and technical reserves， and working environment， making it difficult to implement the technical system. In order to reduce the technical requirements for subgrade slope inspection work， achieve strong technical operability， and the goal of economic efficiency， on the basis of the practice of subgrade inspection on the Guiyang Ring Expressway， the key elements and technologies of subgrade slope maintenance inspection in mountain highway are analyzed， and corresponding technical points for reference by professionals and frontline workers in the same trade are proposed.

Key words： subgrade slope; maintenance and inspection; key elements; key technology

0 引言

在貴州，截至2021年底，全省公路通車總里程約20.7萬公里，其中等級公路約18.9萬公里（高速公路8"010公里），等外公路約1.8萬公里[1]。貴州地處喀斯特地貌區(qū)，氣候環(huán)境極其復雜，境內(nèi)山脈眾多，溝壑縱橫，為滿足公路路網(wǎng)組成的需要，產(chǎn)生了大量填方、挖方及填挖結(jié)合形式的公路路基邊坡。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，在役的高速公路邊坡約23"000處，普通國省干線公路邊坡約46"000處，農(nóng)村公路邊坡約530"000處。目前，邊坡已成為公路運行安全的重要風險源之一，面對如此龐大的公路邊坡體量，如何有效防災減災已成為亟待解決的關鍵問題之一。通過實踐認識，有效防災減災的第一要務就是第一時間發(fā)現(xiàn)災變體或承災體，并及時采用專業(yè)勘察、評估、檢測、監(jiān)測等手段摸清災害特征，為處置災害消除隱患提供關鍵的決策依據(jù)。

根據(jù)現(xiàn)狀分析，路基邊坡日常巡查、定期專業(yè)排查及群眾反饋是發(fā)現(xiàn)災變體或承災體的主要途徑。從途徑層面分析，日常巡查往往只能針對公路發(fā)生的表觀災害進行流動性的觀測，對于隱藏較深的災變體或承災體則需要依靠定期專業(yè)排查探測，此外，隱患主動上報一般是當隱患威脅到當?shù)厝嗣袢罕娚敭a(chǎn)安全的情況。從實施層面分析，由于公路路網(wǎng)分布區(qū)域廣泛，邊坡體量較大、排查工作量大，且排查隊伍技術水平參差不齊，邊坡排查中隱患點疏漏的風險不斷增加，進而難以第一時間發(fā)現(xiàn)災變體或承災體。那么如何能夠第一時間發(fā)現(xiàn)災變體或承災體，就現(xiàn)狀而言，關鍵在于兩個方面：一是有切實可行、能夠落地實施的排查標準保障排查工作深度和排查成果質(zhì)量；二是縮短養(yǎng)護日常巡查和定期專業(yè)排查的差距，從技術層面上能夠平衡好排查工作深度和廣度、頻率等問題。經(jīng)調(diào)研，專門針對邊坡排查方面的研究相對較少，吳維義等人?[3?4]在貴陽環(huán)城高速公路邊坡排查實踐中總結(jié)出一套工作技術流程及排查成果評價技術體系，并開發(fā)了相應的智能排查系統(tǒng)，也得到了良好的應用，為貴陽環(huán)城高速公路邊坡養(yǎng)護提供了關鍵的決策依據(jù)，保障了貴陽環(huán)城高速公路邊坡的運行安?全。

綜上，由于邊坡體量不斷增加，且具有分布區(qū)域范圍廣的特點，加上外部工程建設干預等因素的影響時有存在，邊坡排查工作成為一項極其復雜煩瑣的工作，而且責任重大。為此，文章在引入典型公路地質(zhì)災害案例分析的基礎上，結(jié)合近年來一線排查工作實踐認識，提出一些可參考、可落地的技術經(jīng)驗供同行和一線人員參考。以期，公路大體量邊坡的排查技術日趨成熟，能夠杜絕大型災害，減少中小型災害，維護好邊坡防護結(jié)構的使用功能，更好地保障公路運行安全。

1 防護結(jié)構特征及路基病害特征調(diào)查分析

1.1 路基防護與支擋形式

公路路基常用的防護與支擋形式有框架錨桿（索）、獨立錨索、路塹墻/護面墻、骨架結(jié)構（拱形骨架/菱形骨架）、抗滑樁、主動網(wǎng)/被動網(wǎng)、植被 無防護。通過調(diào)研貴陽市環(huán)城高速公路南環(huán)線、西南環(huán)線的重點養(yǎng)護排查邊坡（見表1），得出高速公路路基防護與支擋形式的特點如下：

（１）由于邊坡巖土體特征和坡率的關系，部分邊坡相對較穩(wěn)定，并未設置防護。

（２）框架錨（桿）索、擋土墻使用最多，其他防護形式相對較少。

（３）錨（桿）索主要用于挖方邊坡，骨架結(jié)構主要用于填方邊坡。擋土墻挖填方邊坡都較為常用。

1.2 路基病害特征調(diào)查

以貴陽環(huán)城高速公路為例，通過近五年對貴陽環(huán)城高速公路南環(huán)線和西南環(huán)線邊坡的排查，結(jié)合既有工作經(jīng)驗和認識對其路基病害特征總結(jié)如下：

（１）填方路基病害

填方路基病害主要是路基開裂、表層溜坍塌、結(jié)構物老化損壞。其中，路基開裂病害分為兩種類型，一種是填筑體自身問題，例如填料不均勻、壓實不足等原因造成的裂縫，該種病害可采用路面灌縫處置，處置后長期巡視觀察變形即可控制風險（見圖1），另一種是由于路基填筑體發(fā)生了滑移變形，該種病害應盡快跟進病害勘測、監(jiān)控并及時處置（見圖2）；表層溜塌病害一般是填筑體本身的問題和降雨共同作用所致，該類病害一經(jīng)發(fā)現(xiàn)應立即治理，以防止病害范圍進一步擴大（見圖3）；結(jié)構物老化破壞，這類病害極為常見，這類病害在不影響邊坡穩(wěn)定及邊坡排水功能的情況下，可以視情況確定處置或不處置。

（２）挖方路基病害

挖方路基病害主要有淺表層溜塌、整體滑移、高位巖體掉落（落石），以及防護結(jié)構物老化破壞。其中淺表層溜塌較為常見（見圖4），一般分布于土質(zhì)邊坡、巖土混合邊坡，邊坡中上部土體在旱季和雨季交替的作用下容易發(fā)生淺表層溜塌，是否處置主要看溜塌體有沒有影響公路運行安全和是否存在繼續(xù)擴移次生隱患風險；整體滑移的案例相對較少（見圖5），主要是區(qū)域古滑坡體、不良地質(zhì)構造、采空區(qū)等誘發(fā)產(chǎn)生；高位巖體掉落（落石）災害（見圖6），主要發(fā)生在坡率陡于1∶0.75的巖質(zhì)邊坡，以及坡面巖體結(jié)構松散、未掛防護網(wǎng)的坡面上；防護結(jié)構物老化破壞，主要是采用骨架防護、擋土墻防護、錨索防護的邊坡受外部環(huán)境影響，結(jié)構自生老化變形破壞，其中骨架防護、擋土墻防護老化破壞極為常見。此外錨索防護破壞主要是在覆蓋層較厚的邊坡，索力損失較快導致錨頭松動最后喪失錨固作用，根據(jù)工程經(jīng)驗，防護結(jié)構物老化破壞病害也可視邊坡穩(wěn)定情況決定是否修復、修復時間和修復措施。

? 2 邊坡排查的關鍵要素分析

2.1 典型案例導向性分析

（１）某公路邊坡坡長為190m，邊坡巖性以中風化灰?guī)r為主，地層產(chǎn)狀為170°∠35°～41°，為順層巖質(zhì)邊坡。設計邊坡最大高度為65m，分為七級，第一、二級坡率為1∶0.75，三、四級坡率為1∶1，五、六、七級坡率為1∶1.25。該邊坡在運營期間滑坡。該邊坡中部存在背斜褶皺，隨時間推移褶皺部位應力重分布成為該滑坡的主要啟動機制（見圖7）。根據(jù)各方信息，在該滑坡發(fā)生前，邊坡后緣和中部是否有變形和裂縫并沒有詳細信息記載，總體分析，該類大型邊坡的排查相對較為困難，主要原因是邊坡高陡，排查人員無法直接到達現(xiàn)場，此外，該類巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)前是否有足夠的表征信息供探測檢查不得而知。其主控性的因素為：地形地貌、地層巖性、大型不連續(xù)的順層塊體結(jié)構，以及褶皺構造。但從排查的角度，該案例給出的導向，即從邊坡的變形破壞形式而言應加強邊坡后緣和中部變形跡象的排查，可以采用InSar技術、無人機航拍技術以及人工排查等相結(jié)合的方法。

（２）某高速公路邊坡在2021年9月特大暴雨期間，遇到了泥石流災害。根據(jù)調(diào)查分析，該處泥石流點位于中高山山地地貌，原始斜坡面積較大，形成了良好的匯水區(qū)域，且泥石流發(fā)生的位置較高，往往是人無法到達的位置，災害始發(fā)點具有極強的隱蔽性。該處病害的主控因素為：地形地貌、區(qū)域地質(zhì)條件、降雨。從排查的角度分析，這種災害給我們排查的啟示是，排查之前應加大風險識別的范圍和潛在災種的預判。具體排查方式，一般可采用InSar技術、無人機航拍檢查技術，此外當被列為重點關注對象后，再采用針對性的觀察及處置措施。

（３）某高速公路邊坡在2014年10月上午發(fā)生滑塌，滑塌長度約50m，滑坍體倒塌、散體后擴散至右側(cè)車道，導致該路段交通中斷?；鲁梢蚴牵簬r體切割形成楔形塊體→降雨入滲軟化軟弱夾層、裂隙充水形成靜水壓力→楔形塊體發(fā)生滑動。該邊坡的主控因素為地層巖性和結(jié)構面。從排查的角度分析，這種災害給我們排查的啟示是，排查之前應深入了解邊坡的勘設文件，在排查過程中對于地質(zhì)情況、地質(zhì)構造情況、支護情況應認真復核。排查過程中，可采用理論分析、數(shù)值模擬對邊坡潛在破壞模式進行輔助預判，排查過程中可采用無人機航拍檢查技術、近距離攝像技術、人工巡查等技術探測坡面情況。

2.2 基礎信息要素分析

邊坡的基礎信息要素直接決定邊坡病害特征及孕災機理，基礎信息要素主要有邊坡形狀、地形地貌、地質(zhì)構造、氣象及水文條件、支護形式等，下面分別從重要的信息要素進行分析。

（１）邊坡形狀：主要是邊坡高度和坡率。一般而言，土質(zhì)邊坡20m及以上、巖質(zhì)邊坡30m及以上被列入重點排查對象，但也應綜合考慮邊坡的危害性和危險性。坡率在緩于1∶1.20的邊坡，主要病害是結(jié)構物老化損壞；坡率在1∶0.75～1∶1.20的邊坡主要是表層坍塌，坡率在1∶0.75以上以巖質(zhì)邊坡居多，常見災害為落石，其次是邊坡整體失穩(wěn)形成滑坡災害。

（２）地形地貌：主要是自然斜坡分布情況、匯水情況、周邊環(huán)境等對邊坡穩(wěn)定性的影響。

（３）地質(zhì)條件：包括地層巖性、產(chǎn)狀及區(qū)域不良地質(zhì)情況等，地質(zhì)條件是邊坡穩(wěn)定的主控因素之一。

（４）地質(zhì)構造：主要是斷層、褶皺（向斜或背斜）。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)構造對于中小型滑坡的控制性較小，但對于大型滑坡則是主控制性的，如圖7所示的邊坡，由于順層的中上部發(fā)育有一大型褶皺，導致順層結(jié)構不均勻，形成了褶皺 順層的復雜組合邊坡，在邊坡中部孕育了滑坡的啟動點，最終導致滑坡發(fā)生。

（５）氣象及水文條件：降雨和地下水都會加劇邊坡巖土力學性質(zhì)往劣勢方面發(fā)展。

（６）支護形式：主要有結(jié)構本身強度不足、未完全攔截滑動區(qū)域、設施老化支擋能力降低等影響邊坡的穩(wěn)定性。

（７）環(huán)境信息：新建工程影響，新建工程可能改變邊坡的水環(huán)境、改變邊坡的力學平衡狀態(tài)，以及施工過程擾動等，使得原本穩(wěn)定的邊坡轉(zhuǎn)化為不穩(wěn)定邊坡或滑坡。

（８）季節(jié)條件：根據(jù)以往災害發(fā)生特點，雨季易發(fā)生塌方、滑坡等災害。

（９）區(qū)域地質(zhì)災害：古滑坡體、巖溶區(qū)、采空區(qū)等間接影響邊坡穩(wěn)定性。

（１０）時間推移：隨著時間推移，邊坡植被、支護結(jié)構、邊坡巖土參數(shù)都會隨之改變，進而潛在地影響邊坡的穩(wěn)定性。

2.3 排查時間節(jié)點分析

受季節(jié)影響，春季、冬季屬于植被枯萎季節(jié)，此季節(jié)開展專業(yè)排查可以進一步詳細地查清邊坡基本情況，而夏季植被發(fā)育茂盛不便于深層次排查。因此，考慮到邊坡植被發(fā)育的影響，宜在春季和冬季開展詳細排查，在雨季加強汛期巡查，開展排查工作。

3 排查關鍵要點分析

3.1 排查工作力度分級

排查工作力度分級是排查工作質(zhì)量控制要點之一，可避免一視同仁的排查造成效率低和不經(jīng)濟的問題，同時也是保證重要邊坡排查力度到位的主要措施之一，下面將分別從等級確定、排查方法、排查設備等方面進行簡要論述。

（１）排查力度等級分類

排查力度等級確定的基本原則是危險性和危害性原則，危險性針對的是邊坡本身，危害性針對的是邊坡一旦發(fā)生災害對公路以及周邊建筑物、構筑物等設施的安全危害問題。通過大量實踐調(diào)查分析，可將排查力度等級分為四級（見表2）。

3.2 初次排查和再次排查要點

根據(jù)大量實踐得出，初次排查和再次排查要點是關注“變化情況”，具體包括邊坡新的變形破壞跡象、老的變形破壞跡象修復情況、邊坡范圍內(nèi)新建設施情況等都應有詳細記錄，在詳細了解變化情況的基礎上再做相應的評定才能保證長期性的養(yǎng)護排查質(zhì)量。初次排查和再次排查工作內(nèi)容對比見表4。

3.3 排查方案制定的關鍵點

排查方案制定前應詳細了解邊坡的基礎信息資料，結(jié)合類似2.1節(jié)的基礎信息要素對基礎信息要素進行排序，在擬定好排查目的的基礎上，根據(jù)排序要素再結(jié)合表2中的排查力度等級分類進行日常養(yǎng)護巡查和專業(yè)排查分類，進而確定排查方案，排查方案中應包括排查對象、針對性的排查方案、排查成果的分析評價方法、排查成果歸檔方法，以及排查工作安全實施的保障措施等必要內(nèi)容。

4 工程案例

貴陽環(huán)城高速公路西南環(huán)線K86 700～K87 180右側(cè)挖方邊坡，邊坡最大開挖高度約24m，坡率為1∶0.75，坡面設計采用鋼管樁及SNS主動防護網(wǎng)進行防護，坡后順接高約65m的自然斜坡，邊坡中上部自然坡度約為45°，中下部坡度約為27°，地形為“上陡下緩”。地貌類型為低中山剝蝕～侵蝕的丘陵、山地地貌；邊坡坡面植被發(fā)育一般，主要以松樹與刺槐為主；邊坡坡面上有多處墳墓。邊坡中下部產(chǎn)狀110°～120°∠35°～50°，坡體中上部產(chǎn)狀120°～130°∠?75°～80°之間。邊坡工程區(qū)內(nèi)地層為上覆第四系殘坡積層（Qel+dl）黏土，下伏基巖為三疊系下統(tǒng)大冶組（T1d）灰?guī)r夾泥巖[5]。下面對排查情況進行簡要介紹。

（１）排查關鍵要素分析

通過對邊坡的勘設文件調(diào)查分析，得出該邊坡排查需要明確的關鍵要素為：邊坡形狀、地形地貌、地層巖性、區(qū)域地質(zhì)災害（因為邊坡后順接高約65m的自然斜坡）四個方面，其他要素不作為主要因素考慮。

（２）排查力度等級分類

根據(jù)邊坡特點和參考表2初步分析預判，將邊坡排查力度劃分為Ⅲ級。

（３）排查方法

由于邊坡規(guī)模較大，在常規(guī)排查的基礎上，采用RTK，以及無人機航拍等方法，并分類、分段、分點進行排查記錄；排查成果分析評價采用快速評價方法 定性定量分析的方法；排查資料的管理采用數(shù)字化系統(tǒng)進行管理。

（４）初次排查結(jié)果分析

排查發(fā)現(xiàn)，該邊坡排水溝存在局部變形破壞，坡后自然斜坡上發(fā)現(xiàn)一條平行于公路的縱向裂縫，縫長約35m，寬為0.2～0.5m，可見深度約0.3m，并橫穿一墳墓，造成墳墓錯動變形。根據(jù)邊坡地質(zhì)災害風險等級快速評測方法標準（表3），考慮該邊坡高度較大，已存在變形裂縫，風險較大，評定為Ⅳ類邊坡。建議：加強巡查頻率，并盡快委托具有相關資質(zhì)的單位對邊坡進行詳細地質(zhì)勘察、評估、監(jiān)測等工作，確保邊坡所屬路段運行安全。

（５）再次排查評價

該邊坡為巖質(zhì)邊坡，邊坡高度較大，下伏基巖為灰?guī)r與鈣質(zhì)泥巖互層，整體為逆向坡，巖層傾角較陡，但表層由于鈣質(zhì)泥巖、泥巖風化碎落，造成灰?guī)r臨空，坡體表面易發(fā)生松動變形；坡體表層分布有厚度不均的塊石層，且塊石層存在架空現(xiàn)象，易變形、松動，現(xiàn)場裂縫位置分布于穩(wěn)定巖層與坡面塊石堆積層接觸位置。

K86 980～K87 180段已完成相關的勘察與評價，目前正在進行自動化監(jiān)測工作，未見異常；K86 900～K86 980原溜塌范圍已采用擋土墻加固；K86 700～K86 900段穩(wěn)定性較好；根據(jù)邊坡地質(zhì)災害風險等級快速評測方法標準（表3），考慮該邊坡高度較大，已存在變形裂縫，綜合分析，評定為Ⅲ類邊坡。建議：列為日常加強巡查的對象，并繼續(xù)對K86 980～K87 180段進行監(jiān)測，以實時掌握邊坡的變形情況，確保道路運行安全。

5 結(jié)論

通過調(diào)研山區(qū)公路路基邊坡養(yǎng)護排查研究成果，收集公路路基邊坡典型災害案例，以及近年來在貴陽環(huán)城高速公路邊坡排查工作中的實踐認識，獲得有益于公路邊坡養(yǎng)護排查工作保質(zhì)保量、安全實施的幾條關鍵要點，具體如下：

（１）排查之前應收集項目建設資料、運維養(yǎng)護資料及路線區(qū)域性地質(zhì)災害記錄等資料，結(jié)合相關工作經(jīng)驗，深入開展排查關鍵要素分析，合理確定邊坡排查工作力度等級。

（２）根據(jù)排查力度等級、資金投入、人才配備等情況，綜合確定排查工作實施方案，方案至少應包括排查對象、針對性排查方案、排查成果評價方法、排查成果歸檔方法，以及排查工作安全實施的保障措?施。

（３）初次排查工作以收集邊坡現(xiàn)狀資料和記錄隱患現(xiàn)狀為主，再次排查應復核上次排查資料的準確性、觀察并記錄上次已發(fā)現(xiàn)隱患的變化情況，觀察并記錄本次新生隱患情況，以及本次排查中邊坡現(xiàn)場環(huán)境變化情況，包括邊坡養(yǎng)護處置、周邊建設、區(qū)域環(huán)境等變化情況。

（４）應根據(jù)現(xiàn)場實際情況，結(jié)合相關規(guī)范規(guī)程要求，充分考慮地方性災害發(fā)生的特點制定適用于排查項目的災害等級評價原則，同時，在長期性養(yǎng)護排查工作中應進行符合性校核和動態(tài)調(diào)整。

此外，為便于公路路基邊坡排查工作能夠落地實施，同時降低排查工作入口技術要求，文中列出了排查工作的基礎認識、技術流程和關鍵要點，以供同行專業(yè)人士及一線工作人員借鑒參考。

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